[發明專利]一種基于形狀記憶聚合物的雙向溫控開關系統和方法

有效

• 申請號: 201810088780.8
• 申請日: 2018-01-30
• 公開（公告）號: CN108321010B
• 公開（公告）日: 2019-11-15
• 發明（設計）人: 冷勁松;劉彥菊;劉立武;辛曉洲;林程;蘭鑫
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: H01H37/32
• 分類號: H01H37/32;H01H37/00;H01H11/00
• 代理公司: 11473 北京隆源天恒知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 閆冬;吳航<國際申請>=<國際公布>=<

本發明公開一種基于形狀記憶聚合物的雙向溫控開關系統，包括聚合物雙向開關、碳膏層、接線柱、連接線、底座，聚合物雙向開關由具有形狀記憶的聚合物制成，碳膏層均勻涂抹在聚合物雙向開關的兩側；接線柱有兩個，兩個接線柱分別位于聚合物雙向開關的兩側；聚合物雙向開關在不同溫度下分別向兩側彎曲，實現兩個碳膏層和兩個接線柱分別接觸導電，連接線將所述雙向溫控開關系統與外圍電路連接。本發明的雙向溫控開關系統電子元件少，結構簡單、輕質，實現了溫控開關的雙向變形，充分利用材料的力學性能，相對于傳統的溫度開關而言該溫度開關具有較強的抗電磁環境，在惡劣的電磁環境中依舊可以實現自身功能，拓寬了溫控開關的使用范圍。

技術領域

本發明涉及溫控開關領域，具體涉及一種基于形狀記憶聚合物的雙向溫控開關系統和方法。

背景技術

形狀記憶聚合物是一類新型智能材料，其在不同外界環境激勵下(熱、光、磁等)，具有保持臨時變形的能力，當再次受到相同的外界激勵時，又可回復到初始形狀，從而表現出對初始形狀的記憶功能，形狀記憶聚合物處在橡膠態時的彈性模量遠低于玻璃態。

溫控開關是一種用雙金屬片作為感溫元件的溫度開關，電器正常工作時，雙金屬片處于自由狀態，觸點處于閉合/斷開狀態，當溫度升高至動作溫度值時，雙金屬元件受熱產生內應力而迅速動作，打開/閉合觸點，切斷/接通電路，從而起到熱保護作用，當溫度降低至動作溫度以下時觸點自動閉合/斷開，恢復正常工作狀態。溫控開關廣泛用于家用電器電機及電器設備，如洗衣機電機、空調風扇電機、變壓器、鎮流器、電熱器具等，然而傳統的溫控開關具有設計繁瑣、結構復雜等缺點，并在電磁環境中無法正常使用，限制了溫控開關的使用范圍。

鑒于上述缺陷，本發明創作者經過長時間的研究和實踐終于獲得了本發明。

發明內容

為解決上述技術缺陷，本發明采用的技術方案在于，提供一種基于形狀記憶聚合物的雙向溫控開關系統，包括聚合物雙向開關、碳膏層、接線柱、連接線、底座，所述聚合物雙向開關由具有形狀記憶的聚合物制成，所述碳膏層包括第一碳膏層和第二碳膏層，所述第一碳膏層和所述第二碳膏層均勻涂抹在所述聚合物雙向開關的兩側，兩個所述碳膏層互不連接；所述接線柱包括第一接線柱和第二接線柱，兩個所述接線柱分別位于所述聚合物雙向開關的兩側，所述第一接線柱位于所述第一碳膏層一側，所述第二接線柱位于所述第二碳膏層一側；所述聚合物雙向開關在不同溫度下分別向兩側彎曲，實現所述第一碳膏層與所述第一接線柱的接觸導電和所述第二碳膏層與所述第二接線柱的接觸導電；所述連接線將所述雙向溫控開關系統與兩個外圍電路連接，所述接線柱和所述聚合物雙向開關均安裝在所述底座上。

較佳的，所述聚合物雙向開關包括苯乙烯聚合物基體、苯乙烯聚合物纖維、環氧樹脂纖維，所述苯乙烯聚合物基體為豎直中空的長方體，所述苯乙烯聚合物纖維與所述環氧樹脂纖維均為細長纖維，所述苯乙烯聚合物纖維沿所述第一接線柱軸線方向插入所述苯乙烯聚合物基體位于所述第一接線柱一側的內部，所述環氧樹脂纖維沿所述第二接線柱軸線方向插入所述苯乙烯聚合物基體位于所述第二接線柱一側的內部。

較佳的，所述苯乙烯聚合物基體的玻璃化溫度為50℃。

較佳的，所述苯乙烯聚合物纖維的玻璃化溫度為100℃，所述苯乙烯聚合物纖維具有45％的預應變。

較佳的，所述環氧樹脂纖維的玻璃化溫度為150℃，所述環氧樹脂纖維具有90％的預應變。

較佳的，所述苯乙烯聚合物纖維和所述環氧樹脂纖維的體積分數均為13％～14％，所述苯乙烯聚合物纖維和所述環氧樹脂纖維應變前的長度相同。

較佳的，所述連接線包括第一連接線、第二連接線、第三連接線、第四連接線，所述第一連接線連接所述第一接線柱，所述第二連接線連接所述第一碳膏層，所述第三連接線連接所述第二碳膏層，所述第四連接線連接所述第二接線柱。